fallas prematuras en pistones

Fallas Prematuras en Pistones

I. Por errores en el Montaje

Expulsión de la abrazadera de retención del perno

Aspecto Causas Corrección

Ruptura de la canaleta de la abrazadera de retención del perno. Generalmente la ocurrencia se da por un componente de fuerza que empuja el perno contra una de las abrazaderas de retención hasta su expulsión y/o su fractura.Eventualmente, pedazos de la abrazadera fracturada pasan por el agujero del perno, deteriorando la otra extremidad.

Bielas torcidas.Cilindros desalineados en relación al cigüeñal.Montaje incorrecto de la abrazadera.Conicidad en el cuello del cigüeñal.Juego longitudinal (axial) excesivo en el cigüeñal.Juego Excesivo en el perno y la abrazadera.Falta de paralelismo entre el centro del buje del pie de biela y del cojinete.

Alinear correctamente las bielas (cambiar si es necesario).Rectificar los cilindros debidamente alineados en relación al cigüeñal.Montar correctamente la abrazadera, cuidando para no deformarla durante el montaje.Rectificar correctamente los cuellos del cigüeñal.Verificar el juego axial del cigüeñal.

Juego insuficiente entre perno y buje Aspecto Causas CorrecciónFajas de agarrotamiento al lado del agujero para perno (cubos).

Montaje del perno con juego insuficiente en el cubo del pistón y/o en el buje del pie de biela.

Montar el perno del pistón con el juego específico en el buje del pie de biela, observando la existencia o no de clasificación perno y pistón

Zona de contacto inclinado


Área de contacto inclinada en relación al eje del pistón.

Bielas torcidas.Cilindros desalineados en relación al cigüeñal.

Alinear correctamente las bielas (cambiar si es necesario).Rectificar los cilindros debidamente alineados en relación al cigüeñal.Agujerear el buje del pie de biela en la escuadra en relación a la biela.

Agarrotamiento por deformación de la camisa


Agarrotamiento en fajas estrechas, generalmente en toda la circunferencia de la falda del pistón y tienden a ir ensanchándose con el funcionamiento, con consecuente agarrotamiento generalizado.

Deformación de la camisa debido a:Irregularidad en el montaje del block.Dilatación de las graseras de sellaje, durante el funcionamiento del motor.Diámetro de los alojamientos de la graseras de sellaje encima del valor especificado.Apriete excesivo de la culata.Deficiencia de la rectificación del cilindro.

Rectificar correctamente los agujeros en el block para instalación de las camisas.Utilizar graseras de sellaje de buena calidad.Verificar el diámetro de los alojamientos de las graseras de sellaje.Dar la fuerza correcta en los tornillos de la culata.

"Flutter" de los anillos


Canaletas de anillos destruidos. El problema ocurre generalmente en el primer anillo de compresión, que es la zona más solicitada de la región de los anillos, debido a su exposición directa a los gases de combustión. La combustión retardada sobre los anillos origina calor, lo que sobrecalienta esta región del pistón. Además de eso, los anillos no ejercen perfectamente su función de transferir calor para el cilindro. De esta forma el pistón tiene su

Exceso de juego entre anillo y canaleta.Montaje de anillos nuevos en canaletas gastadas.Utilización de anillos con altura incorrecta.Exceso de depósitos de materiales carboníferos.El sobrecalentamiento de esta región del pistón, acrecentado por la abrasión provocada por los materiales carboníferos, desgastan excesivamente la canaleta proporcionando la vibración del anillo.

Verificar minuciosamente, en oportunidad del cambio de anillos, las condiciones de las canaletas en los pistones, principalmente las primeras, que reciben los anillos de compresión.Mantener el juego entre anillos y canaletas dentro de las tolerancias especificadas.

resistencia disminuida, pudiendo fracturarse lo que se da normalmente en la zona de fuego/anillos.

Insuficiencia de juego de montaje Aspecto Causas CorrecciónAgarrotamiento bastante acentuado y generalizado en la falda del pistón, preferencialmente en el lado de mayor presión, como una consecuencia de un funcionamiento anormal y por consiguiente una disminución de juego a valores que ultrapasan la indicada en proyecto.

Montaje del pistón en el cilindro con juego insuficiente.

Observar el juego de montaje entre pistón y cilindro recomendado por el fabricante.

II. Por mal Funcionamiento del Motor

Agarrotamiento por refrigeración deficiente


Agarrotamiento del pistón, preferencialmente sobre el eje del perno (cubo).El conjunto pistón-cilindro es montado con juegos bastante pequeños, ya que estos juegos tienden a disminuir con el calentamiento del motor, porque el coeficiente de dilatación del pistón es superior al del cilindro.Evidentemente en el proyecto del pistón se tiene en cuenta el sistema de refrigeración del motor.Cualquier alteración que ocurra en la refrigeración del motor hace que tengamos un sobrecalentamiento del conjunto con la eliminación de los juegos del proyecto, rompimiento de la película de aceite lubricante y

Exceso de depósitos en los conductos de agua en el block, no sacados durante el último reacondicionamiento. Estos depósitos causan sensible aumento de la resistencia térmica de las paredes, elevando la temperatura del pistón.Agarrotamiento de la válvula termostática, aunque por cortos periodos puede causar el no pasaje del agua de refrigeración por el radiador, elevando por lo tanto la temperatura del motorRadiador en malas condiciones, especialmente con bloqueo parcial en la colmena, sea interna o externamente. El aislamiento térmico de la colmena en relación al

Revisar periódicamente el sistema de resfriamiento, (bomba de agua, radiador, correa, ventilador y válvula termostática).

contacto metálico entre pistón y cilindro.Ese funcionamiento anormal lleva inevitablemente a un agarrotamiento de los pistones.

ambiente se da principalmente por excesivos depósitos de barro en la superficie externa de la mismaFallas mecánicas en la bomba de agua pueden generar bajo flujo de agua de refrigeración, lo que se hace sentir especialmente cuando el motor es muy solicitado;Correa de ventilador demasiado floja (patinando), originando caída en el flujo de aire a través de la colmena;Tapón del radiador defectuoso, al no ofrecer estanqueidad suficiente, causa caída de presión en el circuito de agua y hervor más frecuente de la misma.

Deterioro por detonación


Cabeza del pistón parcialmente destruida. Durante la combustión, cuando la mezcla de los gases no quemados sufre compresión debido al avance del frente de la llama, puede ocurrir que en determinado instante toda la parcela final de la mezcla entre en combustión espontáneaEsta combustión puede envolver apreciable parcela de masa, que en lugar de quemar progresivamente a través del avance de la llama, quemando cada incremento de masa, aproximadamente a presión constante, va a reaccionar instantáneamente, y a volumen constante.La presión alcanzada es mucho mayor que la presión final alcanzada en combustión normal. Debido a la gran rapidez con que ocurre el fenómeno, no hay tiempo para que los gases quemados se expandan, lo que justifica la hipótesis que esta combustión anormal se realiza a

No utilización de cambios adecuados a cada condición de carga y velocidad del vehículo;Cilindro trabajando excesivamente caliente;Carburador mal regulado (mezcla excesivamente pobre);Chispa excesivamente avanzada.Combustible de mala calidad (con bajo numero de octano)Sobrecarga de motor;Acumulo de depósitos en el tope del pistón o en la culata;Rebajamiento excesivo de la culata con consecuente aumento de la tasa de compresión.

Proceder periódicamente a una revisión de los sistemas de alimentación e ignición, manteniéndolos en condiciones de funcionamiento recomendadas por el fabricante.Evitar sobrecargas operacionales en el motor.

volumen constante.La elevación de presión correspondiente se limita por lo tanto al volumen ocupado por la masa, que reaccionó espontáneamente y da origen a una onda de presión que se propaga dentro de la cámara con la velocidad del sonido.Esta onda sufre repetidas reflexiones por las paredes de la cámara, dando origen a un ruido característico, que en el lenguaje popular es erróneamente llamado de “golpe de pernos” (pistoneo). El nombre correcto para el fenómeno descrito es “DETONACION”.La detonación ocasiona una erosión en la cabeza del pistón, en el lado en que los gases sufren la combustión espontánea (normalmente del lado opuesto a la bujía) y tiene origen en la acción turbulenta de los gases de temperatura elevadísima contra la cabeza del pistón.Además de eso puede ocasionar en sus últimas etapas, excesivo desgaste de la primera canaleta, quiebra, surcos y aprisionamiento de los anillos.

Deterioro por pre-ignición


Zona de los anillos y cabeza del pistón parcialmente destruidas.Agujero en el tope del pistón.La formación de una segunda frente de llama no debida a la chista de la bujía, con la quema espontánea de combustible, recibe el nombre de pre-ignición.Tenemos pues una frente de llama nueva, lo que no constituye inconveniente, mientras ocurre después de la frente de llama principal iniciada por la bujía.

Bujías inadecuadas para el tipo de trabajo requerido.Puntos calientes ocasionados por sistema de resfriamiento defectuoso.Depósitos de carbón en temperatura muy alta (casi incandescentes), ocasionando puntos calientes.Válvulas operando en temperaturas más elevadas que la normal.Detonación o condiciones que llevan a ella.

Instalar bujías adecuadas para el motor.Verificar sistema de resfriamiento.Descarbonizar el tope de los pistones y la culata siempre que sea posible.Regular periódicamente las válvulas del motor conforme prescrito por el fabricante.

A medida que la temperatura de las piezas se eleva, la pre-ignición ocurre cada vez mas temprano en el ciclo, adelantándose a la chispa de la bujía y disminuyendo la potencia del motor.Tratándose apenas de un cilindro, la potencia disminuiría progresiva y silenciosamente, hasta que el motor se parase, en los motores policilíndricos sin embargo, los otros cilindros mantienen el motor en movimiento y el cilindro con pre-ignición es sometido a las temperaturas de combustión durante tiempos cada vez mas largos con un aumento excesivo del flujo de calor para las paredes de la cámara.Las excesivas temperaturas y presiones resultantes de la pre-ignición pueden ocasionar un agujero en el tope del pistón.

Rajaduras en la cabeza y en los cubos del pistón


Rajadura en la cabeza del pistón.Rajadura en la parte superior de los cubos.

Las rajaduras que se originan en la cabeza de los pistones son consecuencias de tensiones térmicas extremas. En el caso que las rajaduras evolucionan en la dirección perpendicular al eje del perno, se verificó que, además de los efectos térmicos existen tensiones mecánicas, induciendo tensiones de tracción o de compresión en la superficie del tope.Las rajaduras que se originan en la parte superior de los cubos y evolucionan en dirección al tope, en una tendencia de abrir el pistón al medio son consecuencia de la interacción entre el cubo y el perno. Ocurren tensiones elevadas, encima del valor recomendable causadas por la compresión, por la

El reacondicionamiento del motor, el regulaje del sistema de inyección, así como las condiciones de operación del motor, deben ser ejecutadas dentro de las especificaciones establecidas por el fabricante.

deformación del perno y por el efecto de cuña que ejerce en la superficie del agujero.

Por funcionamiento en temperatura debajo de la normal


Paredes entre las canaletas de anillos destruidas.Carbonización excesiva de la zona de fuego y canaletas

Carburador mal regulado (mezcla excesivamente rica).Motor funcionando debajo de la temperatura normal.Válvula termostática bloqueada en la posición abierta y/o inexistente.

Regular correctamente el carburador para que suministre la dosis correcta de aire y combustible.Verificar el funcionamiento de la válvula termostática.Recolocar válvula termostática en el caso de su faltaEs aconsejable no solicitar el vehículo con el motor totalmente frío.

Exceso de combustible inyectado Aspecto Causas CorrecciónFajas de agarrotamiento de la cabeza a la boca del pistón, generalmente en dirección de los chorros del diesel, propagándose posteriormente para otras regiones.

La dilución de la película de aceite lubricante, existente en las paredes de los cilindros, se da a partir del exceso de combustible inyectado, sea por debito de la bomba inyectora con valor encima del especificado y/o por pulverización incorrecta (chorro de líquido) de los picos inyectores.A partir del a ruptura de esa película ocurre contacto metálico entre pistón y cilindro, elevación substancial de la temperatura debido a la fricción, con consecuente dilatación excesiva del pistón hasta el agarrotamiento.

Revisar periódicamente bomba y picos inyectores, conforme recomendado por el fabricante

Deterioro del tope por erosión Aspecto Causas Corrección

Erosión de la cabeza del pistón, debido a sobrecarga mecánica y desintegración térmica.

Exceso de combustible inyectado por ciclo.Inyección prematura (punto adelantado)Pulverización incorrecta.Falta de estanqueidad en los inyectores.

Regular bomba y picos inyectores para obtener correcta inyección y pulverización del diesel.Corregir el punto de inyección de combustible.

Interferencia pistón contra culata y/o válvula


La cabeza del pistón se presenta deformada debido a los golpes contra la culata y/o válvulas del motor.

Aumento del curso del pistón debido al aflojamiento de un tornillo de la biela.El depósito de carbón de aceite que se forma en la cabeza del pistón se torna mayor que el juego provocando por esos impactos en la culata del cilindro.Altura del block abajo del especificado.Variación del curso debido a la rectificación incorrecta de los cuellos del cigüeñal.Alteración del largo de la biela.Reducción de la altura de la culata sin el debido ajuste en la profundidad de las sedes de las válvulas.Fluctuación de las válvulas.Sincronismo incorrecto del eje comando de válvulas.

Verificar el sincronismo del eje comando de válvulas.Verificar la medida del juego.Verificar las posiciones demasiado avanzadas de los pistones en los cilindros en relación al tope del block.Verificar la altura del tope del pistón en relación a la cara del block.En la rectificación de los cuellos mantener el curso dentro de los valores especificados por el fabricante.Verificar el largo de las bielas.Corregir la profundidad de las sedes de las válvulas.No exceder la rotación máxima especificada por el fabricante.Verificar el sincronismo del eje comando de las válvulas.Regular el punto de inyección.Ajustar la bomba de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Fractura del pistón en la región de los cubos


Rajaduras profundas en la región de los agujeros para perno o en la parte inferior de la falda pudiendo llegar a la fractura de la misma.

Normalmente ese tipo de falla ocurre debido a problemas de funcionamiento con agarrotamiento y trabamiento de la cabeza del pistón provocado por:Juego de montaje pistón/cilindro inadecuado;Supersolicitud del motor aún en fase de ablande;Deficiencia de refrigeración;Deficiencia de lubricación;Combustión anormal.En el momento en que el pistón agarrotado es arrastrado por los demás, la falda es arrancada a partir de la sección media del agujero para perno.

Observar las instrucciones del fabricante relativas al juego de montaje pistón/cilindro.Seguir las instrucciones del fabricante del motor relativas al ablande del mismo.Verificar si los sistemas de refrigeración, de lubricación y de inyección funcionan correctamente.

Rajaduras en el borde de la cámara


Rajaduras originadas radialmente en el borde de la cámara de combustión de pistones de motores diesel de inyección directa.

Una inyección de combustible adelantada y/o excesiva pueden llevar solicitudes térmicas y mecánicas más elevadas al tope del pistón.La parte más caliente de la cámara de combustión circundada por las regiones menos calientes, no pudiendo expandirse como debería, de acuerdo con el coeficiente de dilatación térmica y temperatura alcanzada, ya que no es posible comprimir el material, la única posibilidad es la dilatación del mismo en la dirección de la superficie libre.El límite de elasticidad del material del pistón, que es bajo en altas temperaturas, es excedido, o sea ocurre una deformación plástica en la forma del acumulo del material o una concentración en la periferia de la cámara.Cuando el pistón se enfría hasta su temperatura ambiente esta deformación persiste, creando

Regular el punto de inyección.Ajustar la bomba inyectora de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

tensiones de tracción que conducen las rajaduras en el borde de la cámara.

Rajaduras en la falda del pistón Aspecto Causas CorrecciónEn algunos tipos de pistones la rajadura en la falda tiene inicio en el agujero de la grieta existente en la canaleta del aceite, y en otros en la grieta existente en la falda.

Este tipo de rajadura es característica de supersolicitud del motor, y consecuentemente del pistón y generalmente ocurre, siempre del lado de mayor presión, pues la región mas solicitada es la falda que es sometida a esfuerzos de flexión excesiva.La rajadura o rajaduras evolucionan en dirección a la parte inferior (boca) de la falda del pisto, llegando a destacar la parte central de la misma.Las irregularidades, que más generalmente ocasionan tal proceso de supersolicitud del motor y pistón son las siguientes:Aumento de la relación de compresión encima de los límites establecidos en el proyecto;Aumento en la rotación del motor encima del valor especificado por el fabricante;Combustible no adecuado para esa relación de compresión;Montaje del pistón invertido;Juego excesivo pistón/cilindro.

Mantener relación de compresión y la rotación especificada por el fabricante.Utilizar el combustible adecuado para la relación de compresión.Observar el juego pistón/cilindro indicado por el fabricanteObservar las indicaciones de montaje existentes en la cabeza del pistón

Deformación de la parte superior de la camisa


Arrancamiento de material de la zona de fuego del pistón.

La deformación de la parte superior del a camisa tiene como consecuencia el deterioro de la zona de fuego del pistón. Las causas de ese tipo de desgaste del pistón pueden ser:Deformación de la camisa por aprieto irregular;Junta de la culata impropia.

Efectuar el montaje de la camisa y aprieto de la culata siguiendo las especificaciones del fabricanteUtilizar junta de la culata de buena calidad siguiendo las instrucciones del fabricante.Verificar las dimensiones del alojamiento de la camisa con pestaña

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